Способность проводников накапливать электрическая заряды нызвается электрической емкостью.
Единицей измерения емкости является фарада (ф). Фарада - очень крупная единица измерения, поэтому в технике обычно пользуются более мелкими единицами измерения емкости, являющимися долями фарады:
1 микрофарада (мкф) = 1/1 000 000 ф;
1 пикофарада (пф) = 1/1 000 000 000 000 ф.
Соотношение между емкостью и зарядом определяется формулой
где С - емкость, ф;
Q - заряд, к;
U - напряжение между проводниками, в.
Емкость зависит от размеров проводников, расстояния между ними и материала разделяющего их диэлектрика.
Конденсатор - это устройство для накопления электрических зарядов, состоящее из проводников, разделенных диэлектриками.
Устройство простейшего конденсатора показано на рис. 1. Конденсатор состоит из двух пластин, разделенных слоем воздуха или иного диэлектрика. При подводе напряжения к обкладкам конденсатора на них накапливается заряд:
Q=UC
После снятия напряжения заряд конденсатора сохраняется. Таким образом, конденсатор обладает способностью не только накапливать электрические заряды, но и сохранять их в течение некоторого времени.
Конструкция конденсаторов
В зависимости от типа диэлектрика конденсаторы делятся на бумажные, слюдяные, керамические, электролитичексие и воздушные.
Для увеличения емкости конденсаторы соединяют параллельно. При таком соединении (рис. 1) напряжение на каждом параллельно соединенным конденсаторе равно напряжению источника.
Суммарный заряд всех параллельно соединенных конденсаторов равен сумме зарядов каждого, т.е.
Qобщ = Q1+Q2
Общая емкость параллельно соединенных конденсаторов равна сумме емкостей отдельных конденсаторов:
Собщ = С1+С2
Если параллельно соединены конденсаторы одинаковой емкости, то общая емекость
Собщ = Сn,
Где С - емкость одного конденсатора
n - количество параллельно соединенных конденсаторов.
Последовательно соединение конденсаторов применяют для снижения напряжения на конденсаторах. Одновременно будет уменьшаться общая емкость. Последовательным называется соединение (рис. 2), при котором один из выводов первого конденсатора соединяют с одним из выводов второго, а другой вывод второго конденсатора - с одним из выводов третьего и т.д. Провода от источника тока подводят к свободным выводам первого и последнего конденсаторов.
Если последовательно соединенные конденсаторы подключить к источнику постоянного тока, то обкладки каждого конденсатора получат равные по величине и противоположные по знаку заряды, равные общему заряду.
Если емкости конденсаторов не равны между собой, то напряжения на них будут различными. Сумма напряжений на конденсаторах равна общему напряжению источника тока, т.е.
Uобщ = U1+U2.
Общая емкость двух последовательно соединенных конденсаторов определяется выражением:
Это выражение может быть преобразовано:
Если последовательно соединены не два конденсатора, а n конденсаторов, то
При конденсаторах равной емкости
Напряжение на любом из последовательно соединенных конденсаторов определяется по формуле
Un=Uобщ*(Cобщ/Cn),
где Un - напряжение на соответствующем конденсаторе
Cn - емкость этого конденсатора.
При последовательном соединении n конденсаторов равной емкости напряжения на них будут равными и могут быть определены по формуле:
Un=Uобщ/n,